1. Phát triển biofuel ở các nước trên thế giới 1.1. Giới thiệu chung
Năng lượng hóa thạch ngày càng cạn dần, yêu cầu bức xúc về vấn đề ô nhiễm môi trường với những tác động gây thay đổi khí hậu toàn cầu, v.v… là những lý do khiến các nước trên thế giới từ 5 - 10 năm trở lại đây ráo riết nghiên cứu để phát triển nguồn năng lượng thay thế.
Nhiên liệu sinh học (biofuel) không phải là nhiên liệu mới, đã được áp dụng đã khá lâu kể từ khi động cơ diezel đầu tiên chạy bằng dầu lạc ra đời năm 1898 được triển lãm ở Paris ( Pháp). Tác giả của động cơ diezel đầu tiên - ông Rudolf Diezel đã từng tiên đoàn rằng nhiên liệu từ sinh khối sẽ là tương lai thực cho động cơ của mình. Hơn 10 năm sau (1912) ngay cả khi dầu mỏ và than bắt đầu được đề cao, ông cũng vẫn tuyên bố: "sử dụng dầu thực vật làm nhiên liệu động cơ hiện thời có thể không còn ý nghĩa, song nó vẫn sẽ trở thành nguồn nhiên liệu quan trọng như dầu mỏ và than trong về sau này". Cho tới năm 1920 khi các nhà sản xuất động cơ diezel phải thay đổi động cơ của họ để sử dụng loại nhiên liệu độ nhớt thấp hơn (diezel dầu mỏ) và không dùng dầu thực vật nữa thì các cơ sở sản xuất biofuel thời đó mới dần bị loại bỏ.
Còn một sự kiện nữa: động cơ đốt trong ô tô của tác giả Nicola Otto ra đời năm 1877 lại chạy bằng cồn. Các loại xe ô tô của hãng Ford sản xuất năm 1928 - 1929 đều được thiết kế để chạy bằng các loại nhiên liệu khác nhau, trong đó có cồn. Xe ô tô của hãng Studebaker những năm 1930 được thiết kế để chạy được cả xăng và cồn. Thật ra trong thời buổi bình minh của triều đại ô tô, cồn được xem là nhiên liệu đề cao như xăng, dầu sau này. Xăng dầu phát triển mạnh sau đó đã khiến các nhà cung cấp cồn đơn lẻ khó phát triển, tuy rằng trong giai đoạn Đại chiến II, ở những vùng khó cung cấp xăng thì cồn vẫn được đề cao và sử dụng làm nhiên liệu chạy xe.
Ngày nay do nhưng nguyên nhân đã nêu ở trên, các nước trên thế giới đang có xu hướng tích cực quay trở lại với biofuel. Một bài toán đang đặt ra: liệu biofuel có thể thay thế hoàn toàn được nhiên liệu hóa thạch trong tương lai hay không? Người ta hy vọng cho tới năm 2010, biofuel sẽ được sản xuất và phát triển trên quy mô thương mại toàn cầu. Hiện tai hầu hết biofuel được sản xuất trên thế giới mới chỉ là bioetanol. Các nhà sản xuất chính hiện nay là Mỹ, Canađa và Braxin. Tổng sản lượng bioetanol hiện nay là vài tỉ galon/ năm, trong đó Braxin dẫn đầu với con số 4 tỉ galon/năm còn Liên minh châu Âu (EU) đóng góp phần rất nhỏ. Tuy nhiên EU lại là nhà sản xuất biodiezel lớn nhất trên thị trường toàn cầu. Từ năm 1993 đến năm 2001, sản lượng biodiezel của EU tăng gấp 10 lần, từ mức 80.000 tấn vào năm 1993 lên 780.000 tấn vào năm 2001, Đức là nước sản xuất hàng đầu, theo sau là Pháp, Italia và Áo.
Hiện nay, trên toàn EU, biodiezel được sử dụng chạy động cơ dưới
biodiezel được sử dụng dưới dạng tinh khiết trong các đoàn xe tải nặng.
Bioetanol sử dụng làm nhiên liệu ô tô ở châu Âu tăng gấp 4,5 lần, từ mức 47.000 tấn vào năm 1993 lên 216.000 tấn vào năm 2001. Pháp, Tây Ban Nha và Thụy Điển là các nước đóng vai trò lớn trong thị trường bioetanol ở châu Âu. Bioetanol tại đây cũng được dùng cả dưới dạng tinh khiết lẫn pha trộn với xăng. Tại Pháp, bioetanol chủ yếu để chuyển hóa thành phụ gia ETBE pha xăng.
Quy mô sản xuất biofuel toàn cầu mở rộng dần suốt những năm 1980, trước khi đạt mức phát triển cao hơn nhiều vào những năm 1990. Sản lượng biofuel toàn cầu hiện đạt khoảng 15 triệu tấn/ năm. Các nước EU chỉ chiếm mức dưới 6% tổng sản lượng (890.000 tấn vào năm 2000).
Hầu hết sản lượng biofuel toàn cầu tập trung vào bioetanol (năm 2000 đạt 14,6 triệu tấn). Trong Sách trắng về chiến lược và kế hoạch hoạt động của EU (1997) mục "Năng lượng tương lai: nguồn năng lượng tái tạo" đã nêu yêu cầu cấp bách phải tăng bằng được thành phần năng lượng sinh học trong cơ cấu kinh tế, trong đó có biofuel. Người ta cho rằng hiện tại biofuel chưa có giá cạnh tranh được với dầu mỏ, song để đảm bảo an ninh năng lượng trong tương lai, cần thiết phải đưa ra thị trường nguồn nhiên liệu thay thế mới để đón đầu, bởi trong tương lai khi nguồn năng lượng hóa thạch cạn dầu, giá dầu sẽ biến động tới mức khó dự đoán nổi. ưu tiên đầu tiên đề cập tới trong Sách trắng của EU là tìm cách giảm chi phí sản xuất biofuel. Mục tiêu khác là giảm thuế đánh vào các hoạt động canh tác cung cấp nguyên liệu sinh khối.
Trong Sách xanh, mục "Chiến lược của EU về an ninh năng lượng"
(2000) đã nhấn mạnh tầm quan trọng của sinh khối trong vấn đề đảm bảo an ninh năng lượng. Người ta cho rằng tiềm năng hết sức to lớn của rừng và phế thải nông nghiệp hầu như chưa được tận dụng, trong khi nhiên liệu từ nguồn sinh khối này khi được sử dụng sẽ làm giảm phát thải gây hiệu ứng nhà kính xuống 40 - 80% so với sử dụng nhiên liệu hóa thạch.
Tuy nhiên các vấn đề trong Sách trắng và Sách xanh cũng chưa hoàn toàn thúc ép các nước thành viên EU đề ra chính sách tập trung phát triển biofuel một cách cụ thể. Từ 6/2001, hai nghị định mới của EU khuyến khích xúc tiến phát triển biofuel đã được ban hành. Nghị định thứ nhất bắt buộc các nước thành viên phải có sản phẩm biofuel đưa ra thị trường vào giai đoạn 2005 - 2010. Nghị định thứ hai cho phép các nước thành viên được áp dụng mức thuế ưu đãi đối với biofuel, nhất là đối với các biofuel sử dụng trong ngành giao thông vận tải. Nhiệm vụ đặt ra cho ngành này là phải sử dụng biofuel thay thế nhiên liệu thông thường.
Bảng 11 dưới đây dự báo mức sử dụng biofuel làm nguồn thay thế từ nay tới năm 2020.
Bảng 11. Dự báo mức sử dụng biofuel làm nguồn nhiên liệu thay thế (giai đoạn 2005-2020)
Năm Biofuel ,
% Khí tự
nhiên ,% Hydro, % Tổng , %
2005 2 2 - 2
2010 6 2 - 8
2015 7 5 2 14
2020 8 10 5 23
Nghị quyết của EU vào ngày 22/10/2002 yêu cầu thực hiện không chậm trễ hai nghị định đã ban hành từ tháng 6/2001 và nhấn mạnh một mục tiêu trong toàn bộ chiến lược năng lượng của EU là phải giảm mức phát thải do giao thông vận tải xuống mức thấp cho tới zero hoàn toàn trong giai đoạn sắp tới.
1.2. Các nước thuộc khối EU
Liên hiệp châu Âu (EU) đặt mục tiêu tăng tỷ lệ biofuel lên 6% vào năm 2015. Nhằm mục tiêu nói trên, vừa qua EU trợ cấp 45 euro cho nông dân đối với mỗi ha trồng các loại cây nhiên liệu. Dưới đây là tình hình phát triển biofuel tại một số nước thuộc EU.
1.2.1. Pháp: Pháp là nước có lịch sử sử dụng biofuel lâu đời. Kể từ cuối thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20, Pháp đã trồng các loại cây làm nguyên liệu sinh khối sản xuất biofuel. Với tiềm năng nguyên liệu sinh khối, Pháp hiện nay đang là một trong những nước sản xuất biofuel hàng đầu ở châu Âu, cả bioetanol và biodiezel.
Kể từ năm 2001, sản lượng biofuel ở Pháp đã đạt mức 403.000 tấn, trong đó biodiezel chiếm 310.000 tấn, còn lại 91.000 tấn là bioetanol.
Ngoài hai sản phẩm trên, Pháp còn sản xuất ETBE từ etanol: năm 2000 sản lượng ETBE là 193.000 tấn. Công ty sản xuất biofuel lớn nhất ở
Pháp là Diester Industries. Biodiezel của Pháp chủ yếu đi từ nguyên liệu dầu hạt cải và dầu đậu tương. Hai loại này dùng để pha trộn với diezel thông thường. Đối với xe tải lớn, nhiên liệu thường được pha trộn tỉ lệ 30% biodiezel, còn bình thường tỉ lệ pha trộn là 5%. Bioetanol của Pháp không sử dụng làm nhiên liệu dưới dạng cồn tinh khiết nhưng được chuyển thành ETBE dùng làm phụ gia pha xăng.
Hiện tại các loại nhiên liệu pha trộn ở Pháp đang sử dụng cho các xe tải nặng chạy ở vùng ngoại ô. Suốt thập kỷ qua, nhiều thành phố ở Pháp đã sử dụng biodiezel cho ngành vận tải công cộng.
Biofuel lỏng là một trong 4 lĩnh vực sản xuất năng lượng sinh học (bio- energy) ở Pháp. Ngay từ năm 1992, Pháp đã áp dụng giảm thuế sản xuất biofuel cho những pilot nhỏ. Nhưng sau này, khi EU đưa ra các quy định cụ thể, Pháp đã áp dụng chế độ giảm 100% thuế sản xuất kinh doanh biodiezel và 80% đối với bioetanol. Nếu không vì những quy định gây rào cản trước khi Sách trắng và Sách xanh của EU ra đời, thì chắc chắn Pháp (một trong 4 nước sản xuất biofuel hàng đầu EU) đã có thể phát triển hơn nữa.
Mục tiêu của Chính phủ Pháp là sẽ tăng gấp ba lần sản lượng biofuel vào năm 2007. Trong vòng ba năm tới sẽ có 4 nhà máy sản xuất biofuel mới, mỗi nhà máy công suất 200.000 tấn/ năm, ra đời, sẽ tạo 6000 việc làm mới.
Pháp sẽ tăng tỷ lệ bổ sung biofuel từ mức bình thường 1% lên 2% vào năm 2005 và 5,75% vào năm 2010 theo đúng quy định mới ban hành của EU.
Riêng đối với biogas, Pháp cũng là một trong một số nước hàng đầu.
Ngay từ năm 1990, cộng đồng dân cư khu vực Lille ở Pháp đã cho thực hiện dự án thử nghiệm sản xuất biogas từ nước cống thải tại nhà máy Marquette để làm nhiên liệu. Kết quả là hàng ngày nhà máy này sản xuất được 15.000 m3biogas sử dụng cung cấp nhiệt và điện lại cho bản thân nhà máy và làm nhiên liệu chạy xe bus. (8 xe bus chạy biogas đã hoạt động suốt từ 1994 tới khi được nâng lên con số 100 xe bus chạy biogas vào năm 2002). Giá sản xuất 1m3 biogas ở đây là 0,75 euro.
1.2.2. Đức
Ở châu Âu, Đức là nước sản xuất biofuel lớn nhất từ cây cải dầu, góp phần giảm khối lượng xăng bán ra ở đây.
Sản lượng biofuel ở Đức tập trung chủ yếu vào biodiezel, Đức là nước dẫn đầu EU sản xuất biodiezel. Năm 2001, sản lượng biodiezel ở Đức đạt mức 360.000 tấn, cao hơn hẳn so với 246.000 tấn vào năm 2000.
Trong tương lai, Đức sẽ vẫn là nước có tiềm năng sản xuất biodiezel lớn nhất EU, có thể đạt mức công suất 780.000 tấn/ năm.
Hiện tại Đức có một số cơ sở sản xuất biofuel, công suất trên 60.000 tấn/ năm và một số cơ sở công suất dưới 5.000 tấn/ năm. Hai nhà sản xuất biofuel chính ở Đức là Conneman và Cognis lại được đặt ở Pháp chứ không phải tại Đức.
Có khoảng 100 trạm biofuel khắp nước Đức đang bán biodiezel, chủ yếu là RME, SME (metyleste dầu đậu tương) và các loại dầu gốc thực vật khác. Các xe sử dụng các loại biodiezel này không cần phải thay đổi động cơ. Nói chung các loại RME sử dụng ở Đức đều dưới dạng
tinh khiết không pha trộn. Đức là một trong các nước tích cực sản xuất biofuel ở EU và là một trong ba nước của EU sử dụng biodiezel 100%
cho các loại xe cộ (Áo và Thụy Điển là hai nước cũng đang sử dụng biodiezel tinh khiết). Hiện tại Đức là một trong 6 nước sản xuất biofuel ở EU với quy mô kinh doanh. Tuy nhiên nước này cũng là một trong 4 nước phải đương đầu với quy định của EU trước đây về tỉ lệ sản lượng biodiezel (Đức, Áo, Pháp và Italia).
Ngoài việc áp dụng chế độ miễn thuế sản xuất và kinh doanh biofuel không theo luật định, Đức thực hiện chế độ cấp giấy phép cho từng hoạt động sản xuất ở mức độ gây ô nhiễm môi trường trong giới hạn được phép, ví dụ như: mở một xưởng sản xuất nhiên liệu đi từ gỗ có công suất từ 100 kW đến 1MW, phần nào gây ảnh hưởng môi trường thì sẽ phải xin phép cũng như phải xin phép mở xưởng sản xuất biofuel công suất nhiệt dưới 100 kW; với điều kiện nguyên liệu dầu hạt cải, rơm, ngô và cỏ miscanthus phải gia công ở nơi khác. Đối với các nhà máy sản xuất biofuel từ rơm và các chất hữu cơ khác có công suất nhiệt từ 100 kW đến 1 MW không gây hại môi trường thì không phải xin phép.
Một công ty sản xuất biofuel hàng đầu ở Đức là Lurgi AG đã coi xây dựng các nhà máy sản xuất biodiezel và bioetanol làm nhiên liệu thay thế là một trong các nhiệm vụ kinh doanh chủ chốt của mình. Các nhà máy và cơ sở sản xuất liên doanh của Công ty này nằm rải rác khắp nơi: nhà máy sản xuất có công suất hàng năm 56.000 tấn biodiezel và 10.000 tấn glyxerin từ nguồn nguyên liệu dầu hạt cải của Công ty JCN
Neckermann - Biodiezel GmbH tại Đức do Lurgi xây dựng sẽ đi vào vận hành đầu năm 2005; nhà máy sản xuất etanol của Công ty Saxonian NAWARO Chemie GmbH cũng do Lurgi xây dựng có công suất 100.000 tấn bioetanol từ 350.000 tấn hạt ngũ cốc sẽ được hoàn thiện vào 2005; Lurgi đã ký hợp đồng xây dựng nhà máy Megametanol tại Iran với Công ty Hóa dầu NPC Iran công suất 5.000 tấn metanol / ngày;
một nhà máy sản xuất biodiezel từ hạt cải dầu lớn khác công suất 85.000 tấn/năm sẽ cung cấp hàng năm 40 triệu lít biodiezel cũng được Lurgi khởi công xây dựng tại Đức đầu năm 2004 đã đi vào vận hành;
Trung Quốc đã ký hợp đồng với Lurgi xây dựng các nhà máy sản xuất metanol đặt tại Dongfang và Hải Nam. Nhà máy sẽ đi vào vận hành vào năm 2007.
Nhằm khuyến khích việc sử dụng nhiên liệu xanh, chính phủ Đức đã cắt giảm thuế đánh vào biofuel.
1.2.3. Tây Ban Nha
Là nước sản xuất chủ yếu bioetanol và ETBE, Tây Ban Nha cùng với Pháp là 2 nước sản xuất ETBE chính trong EU. Cây nguyên liệu để sản xuất biofuel tại đây được trồng trên 43.000 ha đất, trong đó 36.000 ha để trồng cây lấy hạt, 7.500 ha đất còn lại trồng hướng dương. SME cũng được sản xuất ở Tây Ban Nha.
Tại Tây Ban Nha, chính sách sản xuất và kinh doanh biofuel chia thành hai khu vực: nhà nước và địa phương. Khu vực nhà nước có nhiều quy định khuyến khích phát triển biofuel quy mô kinh doanh. Một trong các quy định đó là biện pháp khấu trừ 10% thuế đầu tư cho các đầu tư sử
dụng nguyên liệu sinh khối sản xuất biofuel (bioetanol và biodiezel).
Một khuyến khích xử lý chất thải sinh học và sản xuất biofuel khác là áp dụng mức tài trợ từ Ngân quỹ Hoàng gia Tây Ban Nha trị giá 30%
chi phí đầu tư của dự án. Một khoản tài trợ khác (có thể lên tới 70% dự án) là tài trợ kết hợp của ICO - IDEA (Viện Tín dụng và Viện đa dạng hóa và tiết kiệm năng lượng) với chiết khấu 5% tỉ lệ lợi nhuận thu được từ sản phẩm biofuel hoặc các loại năng lượng tái tạo khác.
Đầu tháng 8/2005, Phó Thủ tướng Tây Ban Nha, Maria Teresa Femandez, cho biết nước này đã thông qua "Kế hoạch Phát triển nhiên liệu tái sinh giai đoạn 2005-2010", với tổng vốn đầu tư 23,6 tỷ euro (29 tỷ USD), nhằm đảm bảo sản lượng các nguồn năng lượng tái sinh, chiếm 12% tổng công suất điện tiêu dùng của cả nước vào năm 2010.
Trong tổng số vốn nói trên, vốn đầu tư của chính phủ chỉ chiếm 2,9%, các công ty điện tư nhân chiếm 77,1%, và phần còn lại do các ngân hàng, nhà thầu bất động sản và tập đoàn công nghệ đóng góp. Chính phủ Tây Ban Nha dự kiến sẽ dành 2,855 tỷ euro cho chương trình sản xuất các nhiên liệu thay thế và 4,95 tỷ euro cho chương trình sản xuất điện từ các nguồn năng lượng tái tạo.
Ngoài ra, nước này cũng sẽ triển khai các dự án sản xuất điện từ rác thải sinh học và năng lượng Mặt trời.
Sản lượng điện từ năng lượng gió, một lĩnh vực mà Tây Ban Nha luôn nằm trong tốp dẫn đầu thế giới , dự kiến cũng sẽ tăng từ 13.000 MW hiện nay lên 20.155 MW vào năm 2010.
Biofuel được sản xuất chủ yếu ở Italia là biodiezel (chủ yếu là RME, SME) với sản lượng 78.000 tấn/năm. Italia là nước sản xuất đứng thứ 2 trong EU về các sản phẩm này. Chưa có con số chính xác về lượng bioetanol sản xuất ở nước này, nhưng có một nhà máy sản xuất ETBE, công suất 90.000 tấn/ năm.
Nguồn sinh khối dùng để sản xuất biodiezel là cải dầu và hướng dương.
Hiện tại Italia có hơn 9.500 ha trồng hướng dương và 550 ha trồng cải dầu. Nước này có 8 nhà máy sản xuất biodiezel sử dụng nguồn dầu nguyên liệu từ đây. Công suất dự tính giai đoạn 2008 - 2012 có thể đạt mức 500.000 tấn/ năm. Hai công ty sản xuất biofuel chính ở Italia là Bakehte và Navaol.
Kể từ năm 1991, biodiezel đã được bán tại các đô thị, công ty vận tải và khu vực địa phương Italia. SME được sử dụng dưới dạng tinh khiết hoặc pha trộn với diezel thông thường theo tỷ lệ 20%, hoặc sử dụng để đốt các hệ thống sưởi ấm, cung cấp nhiệt cho lò hơi, v.v… Thông thường biodiezel ở Italia được trộn với diezel dầu mỏ theo tỷ lệ 5%.
Italia là nước tích cực trong lĩnh vực sản xuất biofuel ngay từ năm 1991.
Những năm sau đó biodiezel đã được đưa ra mạng lưới phân phối tại các đô thị, công ty vận tải ở các địa phương. Italia là một trong bốn nước được EU giao quyền sản xuất một sản lượng xác định biodiel.
Trước đây Italia có quota 125.000 tấn, từ 2001 đã được quyền tăng lên 320.000 tấn. Ngoài ra EU còn cho Italia được miễn giảm thuế nhiên liệu biodiezel tới cuối năm 2004. Chương trình miễn thuế 3 năm áp dụng ở Italia đủ để cho nước này đạt mức công suất 300.000 tấn/ năm